半導(dǎo)體圖形化方法
【專利摘要】一種半導(dǎo)體圖形化方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有功能層；在所述功能層上按預(yù)設(shè)寬度形成多個(gè)犧牲圖案；獲取所述犧牲圖案的實(shí)際寬度和相鄰所述犧牲圖案的實(shí)際間距的至少其中之一；在所述犧牲圖案的側(cè)面形成側(cè)墻，調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距，直至相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距相等；去除所述犧牲圖案；以所述側(cè)墻為掩模蝕刻所述功能層形成功能圖案，調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度等于所述功能層的預(yù)設(shè)寬度。本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體圖形化方法形成的功能圖案不存在間距奇偶效應(yīng)，從而保證以后續(xù)所形成的半導(dǎo)體器件不出現(xiàn)偏差，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的有效率。
【專利說明】半導(dǎo)體圖形化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種半導(dǎo)體圖形化方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體制造工藝的不斷發(fā)展，集成電路中半導(dǎo)體器件的特征尺寸(CriticalDimens1n, CD)越來越小,對(duì)光刻技術(shù)的要求也越來越高。為了確保更小尺寸半導(dǎo)體器件制造的可行性，雙重圖形化技術(shù)(Double Patterning technology,DPT)成為一種重要的解決方案。
[0003]現(xiàn)有的雙重圖形化方法一般包括兩種:一種是自對(duì)準(zhǔn)式雙圖形化(self-aligned double patterning, SADP)技術(shù)；另一種是光刻-刻蝕-光刻-刻蝕(Litho-Etch-Litho-Etch, LELE)技術(shù)。由于SADP技術(shù)擺脫了 LELE技術(shù)中對(duì)兩套光掩模重疊精度的依賴性，因此SADP技術(shù)成為雙重圖形化半導(dǎo)體制造工藝的主流工藝。
[0004]在半導(dǎo)體器件制作過程中，經(jīng)常需要制作多個(gè)并排的功能圖案(功能圖案可以是例如普通晶體管的柵介質(zhì)層或者鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管的鰭部結(jié)構(gòu)等)，各個(gè)功能圖案的尺寸相同，并且相鄰兩個(gè)功能圖案的間距相等。然而在利用現(xiàn)有SADP技術(shù)對(duì)功能層進(jìn)行圖形化時(shí)，所形成的功能圖案會(huì)出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)(even/odd issue)，即:所有位于奇數(shù)位置的間距相等，所有位于偶數(shù)位置的間距相等，但位于奇數(shù)位置的間距與位于偶數(shù)位置的間距不相等，也就是說，任意一個(gè)功能圖案與位于其兩側(cè)的功能圖案的間距不相等，如圖1中的電鏡掃描圖所示。一旦功能圖案出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)，就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)所形成的半導(dǎo)體器件出現(xiàn)偏差，進(jìn)而導(dǎo)致半導(dǎo)體器件性能下降甚至失效。
[0005]因此，在利用SADP技術(shù)圖形化半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)時(shí)，如何防止功能圖案出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的問題是提供一種半導(dǎo)體圖形化方法，以解決功能圖案出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)的問題，從而避免后續(xù)所形成的半導(dǎo)體器件出現(xiàn)偏差，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的性能，并提高半導(dǎo)體器件的有效率。
[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體圖形化方法，包括:
[0008]提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有功能層；
[0009]在所述功能層上按預(yù)設(shè)寬度形成多個(gè)犧牲圖案；
[0010]獲取所述犧牲圖案的實(shí)際寬度和相鄰所述犧牲圖案的實(shí)際間距的至少其中之
[0011]在所述犧牲圖案的側(cè)面形成側(cè)墻，調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距，直至相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距相等；
[0012]去除所述犧牲圖案；
[0013]以所述側(cè)墻為掩模蝕刻所述功能層形成功能圖案，調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度等于所述功能層的預(yù)設(shè)寬度。
[0014]可選的，通過調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度等于所述犧牲圖案的預(yù)設(shè)寬度與所述側(cè)墻的預(yù)設(shè)寬度之和與所述犧牲圖案的實(shí)際寬度之差，或者通過調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際間距等于所述犧牲圖案的實(shí)際寬度，使相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距相等。
[0015]可選的，采用第一次先進(jìn)制程控制調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距。
[0016]可選的，所述第一次先進(jìn)制程控制通過調(diào)控工藝溫度、時(shí)間、氣體組分、氣體流量、氣壓和功率的至少其中之一調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距。
[0017]可選的，采用第二次先進(jìn)制程控制調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度。
[0018]可選的，所述第二次先進(jìn)制程控制通過調(diào)控工藝溫度、時(shí)間、氣體組分、氣體流量、氣壓和功率的至少其中之一調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度。
[0019]可選的，采用掃描電子顯微鏡或者掃描光學(xué)測(cè)量設(shè)備獲取所述犧牲圖案的實(shí)際寬度。
[0020]可選的，所述犧牲圖案的材料包括無定形碳，所述犧牲圖案的厚度范圍包括1000埃?3000埃。
[0021 ] 可選的，所述側(cè)墻的材料包括氧化硅、氮化碳或者氮化硅中的一種或者多種的任意組合，所述側(cè)墻的寬度范圍包括100埃?500埃。
[0022]可選的，所述犧牲圖案的實(shí)際寬度與預(yù)設(shè)寬度相差范圍包括10埃?30埃。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0024]本發(fā)明所提供的半導(dǎo)體圖形化方法中，在功能層上形成多個(gè)犧牲圖案，獲取所述犧牲圖案的實(shí)際寬度和相鄰所述犧牲圖案的實(shí)際間距的至少其中之一，然后在所述犧牲圖案的側(cè)面形成側(cè)墻，并調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距，直至相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距相等，從而使得即使在所述犧牲圖案的寬度發(fā)生偏差時(shí)，所述側(cè)墻在寬度方向的對(duì)稱軸位置不發(fā)生變化，保證后續(xù)要形成的功能圖案形成對(duì)稱軸位置準(zhǔn)確，之后去除所述犧牲圖案，再以所述側(cè)墻為掩模蝕刻所述功能層形成功能圖案，調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度等于所述功能層的預(yù)設(shè)寬度，通過調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度等于所述功能層的預(yù)設(shè)寬度，從而使得所述功能圖案的寬度尺寸準(zhǔn)確，因此，最終形成的所述功能圖案寬度尺寸和對(duì)稱軸位置均準(zhǔn)確，因此，相鄰所述功能圖案的間距相等，即所形成的功能圖案不存在間距奇偶效應(yīng)，保證后續(xù)所形成的半導(dǎo)體器件不出現(xiàn)偏差，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的性能，提聞半導(dǎo)體器件的有效率。
[0025]進(jìn)一步，采用先進(jìn)制程控制進(jìn)行調(diào)控，能夠使各圖案位置更加準(zhǔn)確，各寬度尺寸也更為準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為功能圖案出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)的電鏡掃描圖；
[0027]圖2至圖5為形成正常的功能圖案的示意圖；
[0028]圖6至圖8為第一種具有間距奇偶效應(yīng)的功能圖案的形成過程不意圖；
[0029]圖9至圖11為第_■種具有間距奇偶效應(yīng)的功能圖案的形成過程不意圖；
[0030]圖12至圖14為本發(fā)明半導(dǎo)體圖形化方法實(shí)施例一示意圖；
[0031]圖15至圖17為本發(fā)明半導(dǎo)體圖形化方法實(shí)施例二示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]在利用現(xiàn)有SADP技術(shù)形成功能圖案的過程中，首先請(qǐng)參考圖2，提供半導(dǎo)體襯底10，半導(dǎo)體襯底10上具有功能層11a，在功能層Ila上形成多個(gè)犧牲圖案12，犧牲圖案12具有寬度Wl I，相鄰犧牲圖案12之間具有間距D11。
[0033]請(qǐng)參考圖3，在犧牲圖案12的頂面和側(cè)面形成側(cè)墻材料層13a，并且側(cè)墻材料層13a有部分僅位于功能層Ila表面。
[0034]請(qǐng)參考圖4，去除圖3所示位于犧牲圖案12頂面和僅位于功能層Ila表面的側(cè)墻材料層13a以及犧牲圖案12，形成側(cè)墻13b。偵彳墻13b具有寬度W12 (側(cè)墻13b的寬度W12通常即為側(cè)墻材料層13a的厚度)，相鄰側(cè)墻13b之間具有間距D12。
[0035]請(qǐng)參考圖5，以側(cè)墻13b為掩模蝕刻功能層Ila直至形成功能圖案11b，在蝕刻完成后去除圖4所示側(cè)墻13b。功能圖案Ilb具有寬度W13，相鄰功能圖案Ilb之間具有間距D13。現(xiàn)有方法中，功能圖案Ilb的寬度W13通常等于圖4中側(cè)墻13b的寬度W12。
[0036]在上述工藝過程全部正常的情況下，相鄰功能圖案Ilb之間的間距都為間距D13，因此功能圖案Iib不存在間距奇偶效應(yīng)。
[0037]然而，在利用現(xiàn)有SADP技術(shù)形成功能圖案的過程中，犧牲圖案的實(shí)際形成寬度與預(yù)設(shè)寬度會(huì)出現(xiàn)偏差(犧牲圖案在寬度兩側(cè)的偏差量通常相等)，從而導(dǎo)致所形成的功能圖案會(huì)出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)。
[0038]第一種具有間距奇偶效應(yīng)的功能圖案的形成過程如圖6至圖8所示。
[0039]請(qǐng)參考圖6，提供具有功能層21a的半導(dǎo)體襯底20，并在功能層21a上形成犧牲圖案22。在形成犧牲圖案22的過程中，犧牲圖案22寬度出現(xiàn)收縮(shrink)現(xiàn)象，導(dǎo)致犧牲圖案22具有實(shí)際寬度W21，實(shí)際寬度W21小于犧牲圖案22的預(yù)設(shè)寬度W20，此時(shí)，相鄰犧牲圖案22的實(shí)際間距D21大于相鄰犧牲圖案22的預(yù)設(shè)間距D20。
[0040]請(qǐng)參考圖7，在所述犧牲圖案22的側(cè)面形成側(cè)墻23，并去除圖6所示的犧牲圖案22。側(cè)墻23具有寬度W22，此時(shí)，側(cè)墻23兩側(cè)具有不同的間距，分別為間距D22和間距D23，其中間距D22小于間距D23。
[0041]請(qǐng)參考圖8，以側(cè)墻23為掩模，蝕刻圖7所示功能層21a直至形成功能圖案21b，并去除圖7中的側(cè)墻23。其中，功能圖案21b具有寬度W23。由于側(cè)墻23兩側(cè)具有不同的間距，因此，以側(cè)墻23為掩模得到的功能圖案21b兩側(cè)同樣具有不同的間距，分別為間距D24和間距D25，間距D24小于間距D25，即功能圖案21b存在間距奇偶效應(yīng)。
[0042]從上面的分析可知，功能圖案21b存在間距奇偶效應(yīng)的原因是側(cè)墻23兩側(cè)出現(xiàn)不同間距(亦即相鄰側(cè)墻23的間距不相等)，而側(cè)墻23兩側(cè)出現(xiàn)不同間距的原因是犧牲圖案22寬度出現(xiàn)收縮。
[0043]第二種具有間距奇偶效應(yīng)的功能圖案的形成過程如圖9至圖11所示。
[0044]請(qǐng)參考圖9，提供具有功能層31a的半導(dǎo)體襯底30，并在功能層31a上形成犧牲圖案32。在形成犧牲圖案32的過程中，例如圖9所示，犧牲圖案32寬度出現(xiàn)擴(kuò)張(extens1n)現(xiàn)象，導(dǎo)致犧牲圖案32具有實(shí)際寬度W31，實(shí)際寬度W31大于犧牲圖案32的預(yù)設(shè)寬度W30，此時(shí)，相鄰犧牲圖案32的實(shí)際間距D31小于相鄰犧牲圖案32的預(yù)設(shè)間距D30。
[0045]請(qǐng)參考圖10，在所述犧牲圖案32的側(cè)面形成側(cè)墻33，并去除圖9所示的犧牲圖案32。側(cè)墻33具有寬度W32，此時(shí)，側(cè)墻33兩側(cè)具有不同的間距，分別為間距D32和間距D33，其中間距D32大于間距D33。
[0046]請(qǐng)參考圖11，以側(cè)墻33為掩模，蝕刻圖10功能層31a直至形成功能圖案31b，并去除圖10中的側(cè)墻33。其中，功能圖案31b具有寬度W33。由于側(cè)墻33兩側(cè)具有不同的間距，因此，以側(cè)墻33為掩模得到的功能圖案31b兩側(cè)同樣具有不同的間距，分別為間距D34和間距D35，間距D34大于間距D35，即功能圖案31b存在間距奇偶效應(yīng)。
[0047]從上面的分析可知，功能圖案31b存在間距奇偶效應(yīng)的原因是側(cè)墻33兩側(cè)出現(xiàn)不同間距(亦即相鄰側(cè)墻33的間距不相等)，而側(cè)墻33兩側(cè)出現(xiàn)不同間距的原因是犧牲圖案32寬度出現(xiàn)擴(kuò)張。
[0048]綜上可知，當(dāng)犧牲圖案的實(shí)際寬度與預(yù)設(shè)寬度相等時(shí)，功能圖案不存在間距奇偶效應(yīng)；當(dāng)犧牲圖案寬度發(fā)生收縮或者擴(kuò)張時(shí)，功能圖案就會(huì)出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)。
[0049]為此，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體圖形化方法，所述方法首先提供具有功能層的半導(dǎo)體襯底，然后在所述功能層上按預(yù)設(shè)寬度形成多個(gè)所述犧牲圖案，并獲取所述犧牲圖案的實(shí)際寬度或者所述犧牲圖案的實(shí)際間距的至少其中之一，然后在所述犧牲圖案的側(cè)面形成側(cè)墻，并根據(jù)所獲取的數(shù)據(jù)調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距，直至相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距相等，使得所述側(cè)墻在寬度方向的對(duì)稱軸回到預(yù)設(shè)位置，從而保證后續(xù)形成的功能圖案的對(duì)稱軸位置準(zhǔn)確，接著去除所述犧牲圖案，再以所述側(cè)墻為掩模蝕刻所述功能層形成功能圖案，并調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度等于所述功能層的預(yù)設(shè)寬度，通過調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度使所述功能圖案的寬度尺寸準(zhǔn)確，因此通過兩次調(diào)控使得最終形成的功能圖案位置和寬度尺寸均準(zhǔn)確，從而使得功能圖案不出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)。
[0050]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0051]本發(fā)明實(shí)施例一提供一種半導(dǎo)體圖形化方法。
[0052]請(qǐng)參考圖12，本實(shí)施提供半導(dǎo)體襯底40，半導(dǎo)體襯底40上具有功能層41a。
[0053]半導(dǎo)體襯底40可以是硅襯底或者鍺襯底，也可以是絕緣體上半導(dǎo)體襯底，本實(shí)施例以硅襯底為例。
[0054]功能層41a的材料可以是多晶硅、二氧化硅或者金屬等，本實(shí)施例以多晶硅為例。
[0055]請(qǐng)繼續(xù)參考圖12，在功能層41a上按預(yù)設(shè)寬度W40形成等間距排列的多個(gè)犧牲圖案42。
[0056]需要說明的是，本實(shí)施例中犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40和相鄰犧牲圖案42的預(yù)設(shè)間距D40都為已知數(shù)據(jù)，而犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41和相鄰犧牲圖案42的實(shí)際間距D41需要經(jīng)過檢測(cè)獲取。
[0057]雖然本實(shí)施例按預(yù)設(shè)寬度W40形成犧牲圖案42，并設(shè)定使得相鄰犧牲圖案42之間具有預(yù)設(shè)間距D40，但是在實(shí)際形成過程中，犧牲圖案42的寬度易出現(xiàn)收縮現(xiàn)象或者擴(kuò)張現(xiàn)象，并且寬度收縮或者擴(kuò)張的幅度通常在10埃?30埃。
[0058]本實(shí)施例中，采用掃描電子顯微鏡或者掃描光學(xué)測(cè)量設(shè)備獲取犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可以獲取相鄰犧牲圖案42的實(shí)際間距D41的大小，或者一并獲取犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41的大小和相鄰犧牲圖案42的實(shí)際間距D41的大小。
[0059]本實(shí)施例的獲取結(jié)果表明，犧牲圖案42寬度出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，導(dǎo)致犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41小于預(yù)設(shè)寬度W40，并且相鄰犧牲圖案42的實(shí)際間距D41大于預(yù)設(shè)間距D40，如圖12所示。
[0060]犧牲圖案42寬度兩側(cè)的收縮程度通常相同，因此，雖然犧牲圖案42寬度出現(xiàn)收縮，但是犧牲圖案42寬度方向的對(duì)稱軸位置不發(fā)生變化。
[0061]犧牲圖案42的材料可以是無機(jī)材料，本實(shí)施例以無定形碳為例。在形成犧牲圖案42過程中，可通過物理氣相沉積(Physical Vapor Deposit1n, PVD)法、化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposit1n, CVD)法或者原子層沉積(Atomic Layer Deposit1n, ALD)法形成一層無定形碳層(未示出)，再蝕刻所述無定形碳層直至形成犧牲圖案42。
[0062]犧牲圖案42的厚度可根據(jù)功能層41a的材料和厚度相應(yīng)調(diào)整，本實(shí)施例中，由于功能層41a的材料為多晶硅，因此犧牲圖案42的厚度范圍可以設(shè)置在1000埃?3000埃。
[0063]請(qǐng)參考圖13，在犧牲圖案42的側(cè)面形成側(cè)墻43，調(diào)控側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43(側(cè)墻的寬度通常即為側(cè)墻材料的沉積厚度)，直至相鄰側(cè)墻43的實(shí)際間距D42相等。
[0064]圖13中用虛線矩形代表側(cè)墻43的預(yù)設(shè)形狀，虛線矩形對(duì)應(yīng)的寬度為側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W42。
[0065]本實(shí)施例通過調(diào)控側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43等于犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40與側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W42之和與犧牲圖案的實(shí)際寬度W41之差，從而使得相鄰側(cè)墻43的實(shí)際間距D42相等。
[0066]本實(shí)施例中，可通過第一次先進(jìn)制程控制(automatic process control, APC)調(diào)控側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43。APC可以不斷收集和存儲(chǔ)每次工藝過程的各項(xiàng)工藝參數(shù)(例如時(shí)間、壓力、流量和溫度等)和各項(xiàng)工藝結(jié)果(例如膜層的寬度，不同結(jié)構(gòu)之間的間距大小等)，并根據(jù)這些工藝參數(shù)和工藝結(jié)果形成相應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。因此，在后續(xù)的工藝過程中，可以利用APC調(diào)控相應(yīng)的工藝參數(shù)，從而得到理想的工藝結(jié)果。本實(shí)施例中，由于犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40、相鄰犧牲圖案42的預(yù)設(shè)間距D40和犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41都為已知數(shù)據(jù)，因此，可以利用APC調(diào)控相應(yīng)的工藝參數(shù)，從而使得側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43按所需要值形成。具體的，將這些已知數(shù)據(jù)輸入APC相應(yīng)程序或系統(tǒng)，就可以根據(jù)上述數(shù)據(jù)得到側(cè)墻43實(shí)際寬度W43的具體值。然后APC調(diào)整相應(yīng)的工藝參數(shù)，使側(cè)墻43按實(shí)際寬度W43的具體值形成。
[0067]本實(shí)施例中，由于犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40大于犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41，因此需要控制側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43大于側(cè)墻的預(yù)設(shè)寬度W42。所述第一次APC可以通過調(diào)控工藝溫度、時(shí)間、氣體組分、氣體流量、氣壓和功率的至少其中之一，達(dá)到對(duì)側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43進(jìn)行精確調(diào)整。具體的，本實(shí)施例以原子層沉積法沉積形成側(cè)墻43，在沉積過程中，所述第一次APC —方面控制沉積設(shè)備的氣壓和氣流保持穩(wěn)定，從而控制沉積速率，另一方面通過控制沉積時(shí)間來確定側(cè)墻43最終生成的實(shí)際寬度W43。
[0068]如果不調(diào)控側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43，而是按側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W42形成側(cè)墻43，由于犧牲圖案42寬度方向的對(duì)稱軸位置未發(fā)生改變，并且犧牲圖案42寬度發(fā)生了收縮，因此側(cè)墻43寬度方向的對(duì)稱軸位置勢(shì)必發(fā)生改變。一旦側(cè)墻43寬度方向的對(duì)稱軸位置發(fā)生改變，以側(cè)墻43為掩模形成的功能圖案寬度方向的對(duì)稱軸位置也相應(yīng)改變，因此所形成的功能圖案必將出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)。
[0069]本實(shí)施例通過調(diào)控側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43等于犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40與側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W42之和與犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41之差，即可以使得側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43與犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41之和等于犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40與側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W42之和。由于犧牲圖案42寬度方向的對(duì)稱軸自始至終未發(fā)生變化，因此，當(dāng)側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43與犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41之和等于犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40與側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W42之和時(shí)，側(cè)墻43寬度方向的對(duì)稱軸位置也不發(fā)生改變，從而保證以側(cè)墻43為掩模形成的功能圖案寬度方向的對(duì)稱軸位置不變。
[0070]從另一個(gè)角度看，通過調(diào)控側(cè)墻43的實(shí)際寬度W43等于犧牲圖案42的預(yù)設(shè)寬度W40與側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W42之和與犧牲圖案42的實(shí)際寬度W41之差，得到的各側(cè)墻43中，相鄰側(cè)墻43之間具有相同的間距D42，如圖13所示，據(jù)此亦可知，以側(cè)墻43為掩模形成的功能圖案必然不會(huì)出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)。
[0071]需要說明的是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，也可以直接利用APC調(diào)控使得相鄰側(cè)墻43之間的間距D42相等，從而使側(cè)墻43寬度方向的對(duì)稱軸位置不發(fā)生改變。
[0072]本實(shí)施例中，側(cè)墻43的材料可以包括氧化硅、氮化碳或者氮化硅中的一種或者多種的任意組合，其寬度范圍可以包括100埃?500埃。
[0073]請(qǐng)繼續(xù)參考圖13，去除圖12所示的犧牲圖案42。
[0074]由于犧牲圖案42的材料為無定形碳，因此可采用灰化工藝去除犧牲圖案42。
[0075]請(qǐng)參考圖14，以側(cè)墻43為掩模蝕刻功能層41a形成功能圖案41b，調(diào)控功能圖案41b的實(shí)際寬度W44等于功能圖案41b的預(yù)設(shè)寬度。
[0076]雖然相鄰側(cè)墻43之間具有相同的間距D42保證了以側(cè)墻43為掩模形成的功能圖案41b不會(huì)出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)，但是由于本實(shí)施例中增大了側(cè)墻43的寬度，因此,如果不對(duì)功能圖案41b的實(shí)際寬度W44進(jìn)行調(diào)控，而按現(xiàn)有方法形成功能圖案41b，則所形成的功能圖案41b的實(shí)際寬度W44必然大于預(yù)設(shè)寬度，而功能圖案41b的實(shí)際寬度W44大于功能圖案41b的預(yù)設(shè)寬度同樣會(huì)導(dǎo)致利用功能圖案41b形成的半導(dǎo)體器件發(fā)生偏差，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件性能下降甚至失效。
[0077]本實(shí)施例采用第二次APC對(duì)功能圖案41b的實(shí)際寬度W44進(jìn)行調(diào)控，從而保證功能圖案41b的實(shí)際寬度W44等于預(yù)設(shè)寬度，從而保證最終形成的功能圖案41b滿足最初的設(shè)定要求。
[0078]所述第二次APC的原理與所述第一次APC的原理相同，并且所述第二次APC可調(diào)節(jié)的工藝參數(shù)也可以與第一次APC的工藝參數(shù)相同，可參考本說明書上述內(nèi)容。
[0079]具體的，本實(shí)施例中，所述第二次APC可以通過降低蝕刻氣體的氣壓或延長(zhǎng)蝕刻時(shí)間使功能圖案41b的實(shí)際寬度W44與預(yù)設(shè)寬度相等。一般情況下，在適當(dāng)?shù)臍鈮悍秶鷥?nèi)，所述第二次APC可以在10埃?30埃范圍內(nèi)對(duì)功能圖案41b的寬度進(jìn)行調(diào)整。
[0080]本實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體圖案化方法通過第一次APC調(diào)控側(cè)墻43的實(shí)際寬度W2，從而使得側(cè)墻43寬度方向的對(duì)稱軸不因犧牲圖案42寬度發(fā)生收縮而改變位置，進(jìn)而保證功能圖案41b寬度方向的對(duì)稱軸不因犧牲圖案42寬度發(fā)生收縮而改變位置，即保證功能圖案41b的對(duì)稱軸位置準(zhǔn)確，并通過第一次APC調(diào)控功能圖案41b的實(shí)際寬度W44與預(yù)設(shè)寬度相等，從而保證功能圖案41b的寬度尺寸準(zhǔn)確，最終保證功能圖案41b既不發(fā)生間隔奇偶效應(yīng)，又滿足工藝要求，從而使得利用所述半導(dǎo)體圖案化方法形成的半導(dǎo)體器件尺寸不發(fā)生偏差，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的有效率。
[0081]本發(fā)明實(shí)施例二提供另外一種半導(dǎo)體圖形化方法。
[0082]請(qǐng)參考圖15，本實(shí)施提供半導(dǎo)體襯底50，半導(dǎo)體襯底50上具有功能層51a。
[0083]半導(dǎo)體襯底50可以是硅襯底或者鍺襯底，也可以是絕緣體上半導(dǎo)體襯底。
[0084]功能層51a的材料可以是多晶硅、二氧化硅或者金屬等，本實(shí)施例以多晶硅為例。
[0085]請(qǐng)繼續(xù)參考圖15，在功能層51a上按預(yù)設(shè)寬度W50形成等間距排列的多個(gè)犧牲圖案52。
[0086]雖然本實(shí)施例按預(yù)設(shè)寬度W50形成犧牲圖案52，相鄰犧牲
[0087]圖案52之間為預(yù)設(shè)間距D50，但是犧牲圖案52寬度出現(xiàn)擴(kuò)張現(xiàn)象，導(dǎo)致犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51大于預(yù)設(shè)寬度W50，并且相鄰犧牲圖案52的實(shí)際間距D51小于預(yù)設(shè)間距D50。
[0088]犧牲圖案52的材料可以是無機(jī)材料，本實(shí)施例以無定形碳為例。在形成犧牲圖案52過程中，可通過物理氣相沉積法、化學(xué)氣相沉積法或者原子層沉積法形成一層無定形碳層(未示出)，再蝕刻所述無定形碳層直至形成犧牲圖案52。
[0089]根據(jù)功能層51a的材料和厚度的不同，犧牲圖案52的厚度可進(jìn)行調(diào)整，本實(shí)施例中，由于功能層51a的材料為多晶硅，因此犧牲圖案52的厚度范圍可以設(shè)置在1000埃?3000 埃。
[0090]犧牲圖案52寬度兩側(cè)的擴(kuò)張程度通常相同，因此，雖然犧牲圖案52寬度出現(xiàn)擴(kuò)張，但是犧牲圖案52寬度方向的對(duì)稱軸位置不發(fā)生變化。
[0091]請(qǐng)繼續(xù)參考圖15，獲取所述犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51。
[0092]本實(shí)施例可以采用掃描電子顯微鏡或者掃描光學(xué)測(cè)量設(shè)備獲取犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51，同時(shí)，可一并獲取相鄰犧牲圖案52的實(shí)際間距D51。
[0093]請(qǐng)參考圖16，在犧牲圖案52的側(cè)面形成側(cè)墻53，調(diào)控側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53等于犧牲圖案52的預(yù)設(shè)寬度W50與側(cè)墻53的預(yù)設(shè)寬度W52之和與犧牲圖案的實(shí)際寬度W51之差。
[0094]圖16中用虛線矩形代表側(cè)墻43的預(yù)設(shè)形狀，虛線矩形對(duì)應(yīng)的寬度為側(cè)墻43的預(yù)設(shè)寬度W52。
[0095]本實(shí)施例中，可通過第一次APC調(diào)控側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53。
[0096]APC調(diào)控的原理可參考實(shí)施例一相應(yīng)內(nèi)容。由于犧牲圖案52的預(yù)設(shè)寬度W50與側(cè)墻53的預(yù)設(shè)寬度W52都是預(yù)設(shè)值，因此它們都是已知的，并且又通過上述步驟獲取了犧牲圖案的實(shí)際寬度W51，將這些數(shù)據(jù)輸入APC相應(yīng)程序或系統(tǒng)，就可以根據(jù)上述數(shù)值得到實(shí)際寬度W53的具體數(shù)值。由于本實(shí)施例中，犧牲圖案52的預(yù)設(shè)寬度W50小于犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51，因此需要控制側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53小于側(cè)墻的預(yù)設(shè)寬度W52。
[0097]所述第一次APC可以通過調(diào)控工藝溫度、時(shí)間、氣體組分、氣體流量、氣壓和功率的至少其中之一，對(duì)側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53進(jìn)行調(diào)控。具體的，本實(shí)施例以原子層沉積法沉積形成側(cè)墻53，在沉積過程中，所述第一次APC —方面控制沉積設(shè)備的氣壓和氣流保持穩(wěn)定，從而控制沉積速率，另一方面通過控制沉積時(shí)間來確定側(cè)墻53最終生成的實(shí)際寬度W53。
[0098]如果不調(diào)控側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53，而是按側(cè)墻53的預(yù)設(shè)寬度W52形成側(cè)墻53，由于犧牲圖案52寬度方向的對(duì)稱軸位置未發(fā)生改變，并且犧牲圖案52寬度發(fā)生了擴(kuò)張，因此側(cè)墻53寬度方向的對(duì)稱軸位置勢(shì)必發(fā)生改變。一旦側(cè)墻53寬度方向的對(duì)稱軸位置發(fā)生改變，以側(cè)墻53為掩模形成的功能圖案對(duì)稱軸位置也相應(yīng)改變，因此所形成的功能圖案必將出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)。
[0099]本實(shí)施例通過調(diào)控側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53等于犧牲圖案52的預(yù)設(shè)寬度W50與側(cè)墻53的預(yù)設(shè)寬度W52之和與犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51之差，即可以使得側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53與犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51之和等于犧牲圖案52的預(yù)設(shè)寬度W50與側(cè)墻53的預(yù)設(shè)寬度W52之和。由于犧牲圖案52寬度方向的對(duì)稱軸自始至終未發(fā)生變化，因此，當(dāng)側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53與犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51之和等于犧牲圖案52的預(yù)設(shè)寬度W50與側(cè)墻53的預(yù)設(shè)寬度W52之和時(shí)，側(cè)墻53寬度方向的對(duì)稱軸位置也不發(fā)生改變，從而保證以側(cè)墻53為掩模形成的功能圖案對(duì)稱軸位置不變。
[0100]從另一個(gè)角度看，通過調(diào)控側(cè)墻53的實(shí)際寬度W53等于犧牲圖案52的預(yù)設(shè)寬度W50與側(cè)墻53的預(yù)設(shè)寬度W52之和與犧牲圖案52的實(shí)際寬度W51之差，得到的各側(cè)墻53中，相鄰側(cè)墻53之間具有相同的間距D52，如圖16所示，據(jù)此亦可知，以側(cè)墻53為掩模形成的功能圖案必然不會(huì)出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)。
[0101]側(cè)墻53的材料可以包括氧化硅、氮化碳或者氮化硅中的一種或者多種的任意組合，其寬度范圍可以包括100埃?500埃。
[0102]請(qǐng)繼續(xù)參考圖16，去除圖15所示的犧牲圖案52。
[0103]由于犧牲圖案52的材料為無定形碳，因此可采用灰化工藝去除犧牲圖案52。
[0104]請(qǐng)參考圖17，以側(cè)墻53為掩模蝕刻功能層51a形成功能圖案51b，調(diào)控功能圖案51b的實(shí)際寬度W54等于功能圖案51b的預(yù)設(shè)寬度。
[0105]雖然相鄰側(cè)墻53之間具有相同的間距D52保證了以側(cè)墻53為掩模形成的功能圖案51b不會(huì)出現(xiàn)間距奇偶效應(yīng)，但是由于本實(shí)施例中減小了側(cè)墻53的寬度，因此，如果不對(duì)功能圖案51b的實(shí)際寬度W54進(jìn)行調(diào)控，其必然會(huì)小于功能圖案51b的預(yù)設(shè)寬度，而功能圖案51b的實(shí)際寬度W54小于功能圖案51b的預(yù)設(shè)寬度同樣會(huì)導(dǎo)致利用功能圖案51b形成的半導(dǎo)體器件發(fā)生偏差，導(dǎo)致半導(dǎo)體器件性能下降甚至失效。
[0106]本實(shí)施例采用第二次APC對(duì)功能圖案51b的實(shí)際寬度W54進(jìn)行調(diào)控，從而保證功能圖案51b的實(shí)際寬度W54等于預(yù)設(shè)寬度，從而保證最終形成的功能圖案51b滿足最初的設(shè)定要求。
[0107]具體的，所述第二次APC可以通過增加氣壓或適當(dāng)增加蝕刻功能層51a氣體中CH2F2的含量達(dá)到增大功能圖案51b的要求，從而使功能圖案51b的實(shí)際寬度W54與預(yù)設(shè)寬度相等。所述第二次APC可以在10埃?20埃范圍內(nèi)對(duì)功能圖案51b的寬度進(jìn)行調(diào)整。
[0108]本實(shí)施例所提供的半導(dǎo)體圖案化方法通過第一次APC調(diào)控側(cè)墻53的實(shí)際寬度W2，從而使得側(cè)墻53寬度方向的對(duì)稱軸不因犧牲圖案52寬度發(fā)生擴(kuò)張而改變位置，進(jìn)而保證功能圖案51b寬度方向的對(duì)稱軸不因犧牲圖案52寬度發(fā)生擴(kuò)張而改變位置，即保證功能圖案51b寬度方向的對(duì)稱軸位置準(zhǔn)確，并通過第一次APC調(diào)控功能圖案51b的實(shí)際寬度W54與預(yù)設(shè)寬度相等，從而保證功能圖案51b的寬度尺寸準(zhǔn)確，最終保證功能圖案51b既不發(fā)生間隔奇偶效應(yīng)，又滿足工藝要求，從而使得利用所述半導(dǎo)體圖案化方法形成的半導(dǎo)體器件尺寸不發(fā)生偏差，進(jìn)而提高半導(dǎo)體器件的有效率。
[0109]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，包括: 提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上具有功能層； 在所述功能層上按預(yù)設(shè)寬度形成多個(gè)犧牲圖案； 獲取所述犧牲圖案的實(shí)際寬度和相鄰所述犧牲圖案的實(shí)際間距的至少其中之一； 在所述犧牲圖案的側(cè)面形成側(cè)墻，調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距，直至相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距相等； 去除所述犧牲圖案； 以所述側(cè)墻為掩模蝕刻所述功能層形成功能圖案，調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度等于所述功能層的預(yù)設(shè)寬度。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，通過調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度等于所述犧牲圖案的預(yù)設(shè)寬度與所述側(cè)墻的預(yù)設(shè)寬度之和與所述犧牲圖案的實(shí)際寬度之差，或者通過調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際間距等于所述犧牲圖案的實(shí)際寬度，使相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距相等。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，采用第一次先進(jìn)制程控制調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，所述第一次先進(jìn)制程控制通過調(diào)控工藝溫度、時(shí)間、氣體組分、氣體流量、氣壓和功率的至少其中之一調(diào)控所述側(cè)墻的實(shí)際寬度或者相鄰所述側(cè)墻的實(shí)際間距。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，采用第二次先進(jìn)制程控制調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，所述第二次先進(jìn)制程控制通過調(diào)控工藝溫度、時(shí)間、氣體組分、氣體流量、氣壓和功率的至少其中之一調(diào)控所述功能層的實(shí)際寬度。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，采用掃描電子顯微鏡或者掃描光學(xué)測(cè)量設(shè)備獲取所述犧牲圖案的實(shí)際寬度。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，所述犧牲圖案的材料包括無定形碳，所述犧牲圖案的厚度范圍包括1000埃?3000埃。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，所述側(cè)墻的材料包括氧化硅、氮化碳或者氮化硅中的一種或者多種的任意組合，所述側(cè)墻的寬度范圍包括100埃?500埃。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體圖形化方法，其特征在于，所述犧牲圖案的實(shí)際寬度與預(yù)設(shè)寬度相差范圍包括10埃?30埃。
【文檔編號(hào)】H01L21/02GK104425211SQ201310365836
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月20日
【發(fā)明者】尚飛, 何其暘 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司